CN104448705B - 一种纳米材料改性的dmd柔软复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纳米材料改性的DMD柔软复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)采用逆向刮刀的方法在聚酯薄膜表面均匀的涂满粘合剂，将聚酯纤维非织布铺设到涂满粘合剂的聚酯薄膜表面后置入压机内压制，将压制后薄膜放入烘室内固化，得到DMD复合材料。(2)将自制F级环氧树脂胶、纳米粉料和分散助剂加入分散机中搅拌，得到混有纳米粉料的F级环氧树脂胶。(3)将步骤(1)得到的DMD复合材料浸渍在混有纳米粉料的F级环氧树脂胶中，将浸渍后的材料加热,得到纳米材料改性DMD复合材料。本发明成功解决了DMD复合材料的耐热性、涂敷的快速固化性、涂层厚度和均匀性问题，极大的提高了抗撕裂强度和介电强度，并改善了材料耐电晕、耐局部放电性能。

Description

一种纳米材料改性的DMD柔软复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种纳米材料改性的DMD柔软复合材料的制备方法。
背景技术
绝缘材料作为基础材料，其决定电机、电器工业的水平，每一种新型电机、电气产品的开发，都必须由新型绝缘材料的开发作为先导。
20世纪90年代，开始出现新的F、H级绝缘材料体系，相继开发了聚酯亚胺、聚酰亚胺亚胺、聚酰亚胺、聚马来酰亚胺、聚二苯醚等耐热性绝缘漆、粘合剂和薄膜，以及改性环氧、不饱和聚酯、聚芳酰胺纤维纸及其复合材料等系列新产品。电工产品耐热等级大多提升为B级，在冶金、吊车、机车电机等特殊电机中开始采用新的F、H级绝缘材料。
20世纪90年代，相关机构大规模的自主开发F、H级绝缘材料，使其性能得到提高，如改性二苯醚、改性双马来酰亚胺、改性聚酯亚胺漆包线漆、聚酰胺酰亚胺漆包线漆、聚酰亚胺漆包线漆、F、H级玻璃纤维制品、高性能聚酰亚胺薄膜、F级环氧粉云母带等。无溶剂浸渍树脂和快干浸渍漆得到迅速发展，少胶粉云母带、VPI(真空压力浸渍)浸渍树脂开始应用。
为提高绝缘材料的技术水平，2000年起开始引进国外先进制造技术和设备，对提高我国绝缘材料整体水平起到了重要作用，与20年前比较，增加了200多个品种，年产量是20年前的4倍，目前从高压绝缘到低压绝缘，从发电设备、输变电设备到用设备绝缘，从A级绝缘到C级(200℃级)绝缘，基本上可以满足国内需要，形成产品众多、门类齐全、符合国情的绝缘材料产品体系，并出口80多个品种到20多个国家和地区，包括美国和欧洲、日本、澳大利亚、韩国等。电机、电气以及电子工业的发展，对绝缘材料提出了更高的要求，必须促进绝缘材料的发展。
目前国内同类材料因其耐热性和抗撕裂强度低等技术缺陷而导致国内Y系列电机无论在耐热等级、使用寿命和成品率都远低于国外相同产品，不能满足在大型电机、特种电机及变压器等电器设备中的使用要求。
发明内容
本发明提供一种纳米材料改性的DMD柔软复合材料，该复合材料具有具有良好的机械强度、介电性能和可靠的热态粘结性，性价比高，是耐热F级电机理想的绝缘材料。
本发明提供的一种纳米材料改性的DMD柔软复合材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一：采用逆向刮刀的涂布方式在聚酯薄膜的表面均匀的涂满粘合剂，将聚酯纤维非织布铺设到涂满粘合剂的聚酯薄膜表面后置入压机内，以2-5MPa压制1～5h，将压制后的粘附有聚酯纤维非织布的聚酯薄膜放入温度为18～35℃烘室内进行固化，放置2-5天，得到片状DMD复合材料。
步骤二：将100-200重量份F级环氧树脂胶、20-80重量份纳米级粉料和5-10重量份分散助剂加入循环式多级超声波分散机中高速搅拌10-30min，得到混有纳米级粉料的F级环氧树脂胶。
步骤三：将步骤一得到的DMD复合材料浸渍在混有纳米级粉料的F级环氧树脂胶中1-3小时，将浸渍后的DMD复合材料在40-80℃下加热10-30min,得到纳米材料改性DMD柔软复合材料。
优选的是，所述粘合剂为F级聚氨酯粘合剂。
优选的是，所述F级环氧树脂胶的制备方法为将30-40重量份环氧树脂、5.5-15.5重量份酚醛树脂和17.5-27.5重量份聚氨酯树脂加入60-200重量份丙酮中混合，搅拌均匀，将25-35重量份固化剂和1-5重量份促进剂三乙醇胺加入混合树脂溶液中，搅拌均匀，得到F级环氧树脂胶。
优选的是，所述固化剂为顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐和十二烯基琥珀酸酐中的一种。
优选的是，所述纳米级粉料为二氧化钛、三氧化铝、二氧化硅和云母粉粒中的一种或几种的混合。
优选的是，所述纳米级粉料的粒径为5-500纳米。
优选的是，所述分散助剂为聚乙二醇200或聚乙二醇400中的一种。
本发明制备的DMD柔软复合材料采用自制的F级环氧树脂胶，同时采用纳米技术填充足量的TiO2，Al(OH)3，SiO2或云母粉粒，成功解决了DMD柔软复合材料的耐热性、涂敷的快速固化性、涂层厚度和均匀性问题，极大的提高了抗撕裂强度和介电强度，并改善了材料耐电晕、耐局部放电性能。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详细说明。
本发明提供的一种纳米材料改性的DMD柔软复合材料的制备方法包括以下步骤：
步骤一：采用逆向刮刀的涂布方式在聚酯薄膜的表面均匀的涂满F级聚氨酯粘合剂，将聚酯纤维非织布铺设到涂满F级聚氨酯粘合剂的聚酯薄膜表面后置入压机内，以2-5MPa压制1～5h，将压制后的粘附有聚酯纤维非织布的聚酯薄膜放入温度为18～35℃烘室内进行固化，放置2-5天，得到片状DMD复合材料。
步骤二：将100-200重量份F级环氧树脂胶、20-80重量份粒径为5-500纳米的粉料和5-10重量份分散助剂加入循环式多级超声波分散机中高速搅拌10-30min，得到混有纳米级粉料的F级环氧树脂胶。
步骤三：将步骤一得到的DMD复合材料浸渍在混有纳米级粉料的F级环氧树脂胶中1-3小时，将浸渍后的DMD复合材料在40-80℃下加热10-30min,得到纳米材料改性DMD柔软复合材料。
所述F级环氧树脂胶的制备方法为将30-40重量份环氧树脂、5.5-15.5重量份酚醛树脂和17.5-27.5重量份聚氨酯树脂加入60-200重量份丙酮中混合，搅拌均匀，将25-35重量份固化剂和1-5重量份促进剂三乙醇胺加入混合树脂溶液中，搅拌均匀，得到F级环氧树脂胶。
所述固化剂为顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐和十二烯基琥珀酸酐中的一种。
所述纳米级粉料为二氧化钛、三氧化铝、二氧化硅和云母粉粒中的一种或几种的混合。
所述分散助剂为聚乙二醇200或聚乙二醇400中的一种。
实施例1：
F级环氧树脂胶的制备：将30重量份环氧树脂、15重量份酚醛树脂和25重量份聚氨酯树脂加入150重量份丙酮中混合，搅拌均匀，将25重量份固化剂顺丁烯二酸酐和5重量份促进剂三乙醇胺加入混合树脂溶液中，搅拌均匀，得到F级环氧树脂胶。
纳米材料改性DMD柔软复合材料的制备：
步骤一：采用逆向刮刀的涂布方式在聚酯薄膜的表面均匀的涂满F级聚氨酯粘合剂，将聚酯纤维非织布铺设到涂满F级聚氨酯粘合剂的聚酯薄膜表面后置入压机内，以2MPa压制5h，将压制后的粘附有聚酯纤维非织布的聚酯薄膜放入温度为25℃烘室内进行固化，放置3天，得到片状DMD复合材料。
步骤二：将100重量份F级环氧树脂胶、20重量份粒径为80纳米的二氧化钛粉料和5重量份分散助剂聚乙二醇200加入循环式多级超声波分散机中高速搅拌30min，得到混有纳米级粉料的F级环氧树脂胶。
步骤三：将步骤一得到的DMD复合材料浸渍在混有纳米二氧化钛粉料的F级环氧树脂胶中3小时，将浸渍后的DMD复合材料在50℃下加热30min,得到纳米材料改性DMD柔软复合材料。
实施例2：
F级环氧树脂胶的制备：将40重量份环氧树脂、10重量份酚醛树脂和25重量份聚氨酯树脂加入105重量份丙酮中混合，搅拌均匀，将20重量份固化剂邻苯二甲酸酐和5重量份促进剂三乙醇胺加入混合树脂溶液中，搅拌均匀，得到F级环氧树脂胶。
纳米材料改性DMD柔软复合材料的制备：
步骤一：采用逆向刮刀的涂布方式在聚酯薄膜的表面均匀的涂满F级聚氨酯粘合剂，将聚酯纤维非织布铺设到涂满F级聚氨酯粘合剂的聚酯薄膜表面后置入压机内，以5MPa压制2h，将压制后的粘附有聚酯纤维非织布的聚酯薄膜放入温度为20℃烘室内进行固化，放置5天，得到片状DMD复合材料。
步骤二：将200重量份F级环氧树脂胶、50重量份粒径为50纳米的云母粉料和5重量份分散助剂聚乙二醇400加入循环式多级超声波分散机中高速搅拌20min，得到混有纳米级粉料的F级环氧树脂胶。
步骤三：将步骤一得到的DMD复合材料浸渍在混有纳米二氧化钛粉料的F级环氧树脂胶中3小时，将浸渍后的DMD复合材料在80℃下加热10min,得到纳米材料改性DMD柔软复合材料。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种纳米材料改性的DMD柔软复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤一：采用逆向刮刀的涂布方式在聚酯薄膜的表面均匀的涂满粘合剂，将聚酯纤维非织布铺设到涂满粘合剂的聚酯薄膜表面后置入压机内，以2-5MPa压制1～5h，将压制后的粘附有聚酯纤维非织布的聚酯薄膜放入温度为18～35℃烘室内进行固化，放置2-5天，得到片状DMD复合材料；
步骤二：将100-200重量份F级环氧树脂胶、20-80重量份纳米级粉料和5-10重量份分散助剂加入循环式多级超声波分散机中高速搅拌10-30min，得到混有纳米级粉料的F级环氧树脂胶；
步骤三：将步骤一得到的DMD复合材料浸渍在混有纳米级粉料的F级环氧树脂胶中1-3小时，将浸渍后的DMD复合材料在40-80℃下加热10-30min,得到纳米材料改性DMD柔软复合材料。
2.根据权利要求1所述的纳米材料改性的DMD柔软复合材料的制备方法，其特征在于，所述粘合剂为F级聚氨酯粘合剂。
3.根据权利要求1所述的纳米材料改性的DMD柔软复合材料的制备方法，其特征在于，所述F级环氧树脂胶的制备方法为将30-40重量份环氧树脂、5.5-15.5重量份酚醛树脂和17.5-27.5重量份聚氨酯树脂加入60-200重量份丙酮中混合，搅拌均匀，将25-35重量份固化剂和1-5重量份促进剂三乙醇胺加入混合树脂溶液中，搅拌均匀，得到F级环氧树脂胶。
4.根据权利要求3所述的纳米材料改性的DMD柔软复合材料的制备方法，其特征在于，所述固化剂为顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐和十二烯基琥珀酸酐中的一种。
5.根据权利要求1所述的纳米材料改性的DMD柔软复合材料的制备方法，其特征在于，所述纳米级粉料为二氧化钛、三氧化铝、二氧化硅和云母粉粒中的一种或几种的混合。
6.根据权利要求4所述的纳米材料改性的DMD柔软复合材料的制备方法，其特征在于，所述纳米级粉料的粒径为5-500纳米。
7.根据权利要求1所述的纳米材料改性的DMD柔软复合材料的制备方法，其特征在于，所述分散助剂为聚乙二醇200或聚乙二醇400中的一种。
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